Cтраница 3
Естественно, что современное состояние проблемы дифракции и распространения света должно быть отражено в монографической литературе. Представляемая читателю монография известных итальянских специалистов как раз удачно служит этой цели. Опубликованные до сих пор книги по современной оптике обычно рассматривали какой-либо один из упомянутых разделов. В настоящей же монографии изложение всех современных разделов оптики ведется с единой точки зрения. [31]
Такие измерения приобретают все большее значение в современной оптике. [32]
Вариации в солнечной или тепловой радиации воздействуют на радиационный баланс планеты, который приводит затем климатическую систему к новому равновесному состоянию, поэтому изменения климата являются преимущественно радиационными по своей природе. Пространственно-временная изменчивость солнечной и тепловой радиации в значительной степени обусловлена вариациями оптических свойств системы атмосфера - подстилающая поверхность, которые имеют место под воздействием естественных и антропогенных факторов. Это дает основание утверждать, что проблемы изменения глобального и регионального климата тесно связаны с проблемами современной оптики атмосферы и океана. [33]
После этого уже не сложно исследовать экспериментальные методы наблюдения интерференции световых волн. При этом проводится оценка времени когерентности для обычного источника света и лазера по изменению видности интерференционной картины, получаемой с помощью интерферометра Майкельсона. Большое внимание уделено интерферометру Фабри-Перо, широко используемому в спектроскопии и лазерной физике и позволяющему охарактеризовать проникновение радиофизических идей в современную оптику. [34]
Почти во всех задачах оптики, в которых не рассматривается лазерный свет, исходный источник света представляет собой протяженную совокупность независимых излучателей. Такой источник можно с приемлемой точностью рассматривать как некогерентный в смысле определения, данного в предыдущем параграфе, лишь при условии, что оптические элементы, через которые проходит свет, не способны разрешить отдельные излучающие элементы источника. Характер функции взаимной когерентности, создаваемой некогерентным источником, полностью описывается теоремой Ван Цпттерта - Цернике, которая, несомненно, является одной из наиболее важных теорем современной оптики. [35]
Как следует из предлагаемой вниманию читателей книги швейцарских ученых В. Дюба, решение этой проблемы применительно к наиболее важной для практики задаче анализа смещений, деформаций и напряжений требует от исследователя наряду с опытом работы с оптическим оборудованием также и фундаментальных знаний в области современной механики сплошных сред, которая строится на аппарате векторной алгебры. Освоение этого непростого материала следует рекомендовать тем специалистам, которые ставят перед собой задачу превратить голографическую интерферометрию в тот удобный, точный и высокоинформативный метод, каким эта область современной оптики по праву может стать. Книга завершается тщательно подобранным списком литературы, причем знаком отмечены публикации, которые имеются на русском языке. [36]
В наше время понятие механической силы представляется абстракцией, у которой с субъективным ощущением силы общим является лишь одно наименование. Механическая масса перестала быть атрибутом исключительно осязаемых тел, а является также свойством пустого пространства, заполненного одним эфирным излучением. Область слышимых звуков предстает как очень узкая область в мире невоспринимаемых колебаний, физическое отличие которых от воспринимаемых колебаний обязано исключительно тому случайному свойству человеческого уха, благодаря которому оно реагирует только на определенный интервал частот. Современная оптика является специальной главой теории электричества и магнетизма, которая рассматривает электромагнитные колебания всех длин волн, начиная с самых коротких f - лучей радиоактивных веществ ( с длиной волны порядка одной стомиллионной миллимет. В потоке невидимого света, доступного умственному взору физика, глаз человека почти слеп, ибо слишком мал интервал колебаний, которые он превращает в ощущения. И точно так же теория теплоты является лишь одним из специальных разделов механики и электродинамики. Ее основные, понятия абсолютной температуры, энергии и энтропии являются исключительно тонкими логическими построениями точной науки; и здесь мы снова видим, что только одни названия еще напоминают о субъективных переживаниях тепла или холода. [37]
Среди многих достоинств книги следует выделить следующие. Во-первых, она будет полезна не только научным работникам в качестве настольного справочного пособия, содержащего множество необходимых формул, но и студентам старших курсов и аспирантам в качестве глубокого и продуманного учебника. В конце каждой главы помещено несколько десятков задач, сгруппированных по разделам ( всего в книге 205 задач), часто с указанием ссылок на оригинальную работу, в которой имеется решение задачи. Во-вторых, авторы хорошо знакомы с достижениями не только зарубежных, но и советских ученых и объективно отражают их вклад в развитие современной оптики. [38]
Эти расширения границ мира, если можно так выразиться, существенным образом касаются качеств органов чувств. Но все происходит в пространстве и времени, которые были определены в механике ее основателем - Ньютоном. Открытие Эйнштейна заключалось именно в том, что он показал, что пространство и время до сих пор были полностью подчинены субъекту и что мировая картина естествознания станет более прекрасной и величественной, если мы и на эти основные представления распространим принцип релятивизма. И если раньше пространство неразрывно связывалось с субъективным - абсолютным ощущением протяженности, а время - с ощущением течения жизни, то теперь они стали чисто абстрактными построениями, столь же оторванными от непосредственного восприятия, как вся область длин волн современной оптики недоступна световым ощущениям, за исключением незначительного интервала волн. И точно так же, как в последнем случае, пространство и время нашего восприятия непротиворечиво включаются в систему физических понятий. Тем самым достигается объективизация, сила которой замечательным образом доказана благодаря научному предвидению явлений природы. [39]
Объясняя опыты Гюйгенса, Ньютон отмечал: Не существует двух сортов лучей, отличающихся по своей природе один от другого, так что один при всех положениях преломляется обыкновенным способом, другой же во всех положениях - необыкновенным способом. Различие между двумя сортами лучей в опыте Гюйгенса было только в положениях сторон лучей относительно плоскостей перпендикулярного преломления. Ибо один и тот же луч преломляется иногда обыкновенно, а иногда необыкновенно - сообразно положению его сторон относительно кристалла ( курсив наш. Различным положениям сторон ньютоновских световых корпускул в современной оптике соответствуют различные ориентации плоскости поляризации плоскополяризованного света, рассматриваемые относительно плоскости, проходящей через оптическую ось кристалла и направление светового луча. [40]
В этой главе, следуя Дираку, каждой моде поля излучения мы ставим в соответствие квантованный гармонический осциллятор, что составляет суть квантовой теории излучения. Интересным следствием квантования излучения являются колебания, соответствующие нулевой энергии, или так называемые вакуумные флуктуации. Эти флуктуации не имеют классического аналога и лежат в основе многих интересных явлений квантовой оптики. Такая теория может объяснить многие явления, наблюдаемые в современной оптике. Тем не менее, квантование поля излучения необходимо для объяснения таких эффектов, как спонтанное излучение, лэмбовский сдвиг, ширина линии излучения лазера, эффект Казимира и полная статистика фотонов лазера. [41]
Представим, что корпускула поворачивается вокруг оси ( вокруг направления ее движения) последовательно на 90, 180, 270, 360; при этом она всякий раз будет повернута к наблюдателю новой стороной. В своей книге Оптика, вышедшей в 1704 г., Ньютон писал: Не существует двух сортов лучей, отличающихся по своей природе один от другого так, что один постоянно при всех положениях преломляется обыкновенным способом, другой же постоянно во всех положениях - необыкновенным способом. Разница между двумя сортами лучей в опыте, указанном в 25 - м вопросе ( имеется в виду опыт Гюйгенса с двумя кристаллами. Ибо один и тот же луч преломляется здесь иногда обыкновенно, иногда необыкновенно - сообразно положению его сторон относительно кристалла. Здесь содержится в неявном виде открытие поляризации света. Различным положениям сторон ньютоновских корпускул в современной оптике соответствуют различные ориентации плоскости поляризации плоскополяризованного света, рассматриваемые относительно плоскости, проходящей через оптическую ось кристалла и направление светового луча. [42]
Максвелла, описывающих распространение электромагнитных, а значит, и световых волн. Но световые пучки действительно не возмущают друг друга. Это верно для света, распространяющегося в пустоте или воздухе, при условии, что интенсивность света не очень велика. Получаемые с помощью лазеров интенсивные световые пучки, попадая В прозрачную среду, могут весьма сильно взаимодействовать друг с другом. При этом свет в среде может дефокусировать-ся или, напротив, фокусиро ваться; может изменяться его частота. Подобные явления и составляют содержание ново го направления в современной оптике, названного нелинейной оптикой. Позднее мы поговорим о нелинейно-оптических явлениях подробнее. Здесь же важно лишь отметить связь этих явлений с квантовой природой света. [43]